52 Kapitel 2: Die Automorphismengruppe nicht kompakter Markovshiftsdes Punktes y (2) bereits suggeriert, die Blöcke l 2m+n 1, l 3n 2, etc. maximal ausgedehnt sein,so daß weder am linken Ende der Blöcke q 23 , ˜q 23 , noch am rechten Ende der Blöckeq 32 , ˜q 32 ein vollständiger Block l 2 vorhanden ist, noch soll am linken Ende von q 32 , ˜q 32 oderam rechten Ende von q 23 , ˜q 23 ein vollständiger Block l 3 vorhanden sein. Schließlich seim N > (m 1 + m 2 + m 3 + m 4 + m 5 )N + |p 12 p 21 ˜p 12 ˜p 21 | und m 2 , m 4 seien so gewählt, daßn 2 ≠ n 4 ist.Nach Konstruktion ist y (1) ∈ Per 0 M(X) mitM := |p 12 p 21 ˜p 12 ˜p 21 | + N(m + m 1 + m 2 + m 3 + m 4 + m 5 )und da ϕ auf Per 0 M(X) operiert, hat auch y (2) die kleinste Periodenlänge M. Dery (2) m+n-definierende Block (l 1 n2 q 23 l 2 n3 n4 n3 q 32 l 2 ˜q 23 l 3 ˜q 32 l 5 2 ) ∈ B M (X) kann nur trivial mitsich selbst überlappen. Es ist deshalb möglich, einen weiteren Automorphismus ψ : X → Xm+nzu definieren, der einen Punkt scannt und jeden Block (l 1 n2 q 23 l 2 n3 n4 n3 q 32 l 2 ˜q 23 l 3 ˜q 32 l 5 2 )m+ndurch (l 1 n2 q 23 l 4 n3 n2 n3 q 32 l 2 ˜q 23 l 3 ˜q 32 l 5 2 ) ersetzt, sowie umgekehrt. Diese Abbildung istm+nein involutorischer sliding-Block-Code, wobei die Blöcke l 1 n2 q 23 und ˜q 32 l 5 2 als Markerdienen; also tatsächlich ψ ∈ Aut(σ). Nach Voraussetzung war n 2 ≠ n 4 , weshalb ψ nicht dieIdentität sein kann.Nach Konstruktion von y (1) gilt ψ(y (1) ) = y (1) , was durch die Wahl von m groß genug erreichtwurde. Damit vertauscht ψ aber nicht mit ϕ:(ϕ ◦ ψ)(y (1) ) = ϕ(y (1) ) = y (2) ≠ ψ(y (2) ) = (ψ ◦ ϕ)(y (1) )Dies zeigt ϕ /∈ Z im Widerspruch zur Annahme.Bei transitiven Markovshifts über endlichen, wie über abzählbar unendlichen Alphabetenbesteht also die gleiche Einschränkung an das Zentrum der Automorphismengruppe.Insbesondere existiert höchstens dann eine Darstellung der Automorphismengruppe alsdirekte Summe Aut(σ) ∼ = 〈σ〉 ⊕ G, wenn der zweite Summand eine zentrumslose Gruppe(Z(G) ∼ = {Id}) ist. Wir kommen im Abschnitt 4.1 auf diese Fragestellung zurück.Vergleicht man Markovshifts mit abzählbar unendlichem Zustandsraum und codierte Systeme,so ergeben sich deutliche Unterschiede bezüglich der auftretenden Automorphismengruppen.Speziell gibt es keine der in der Arbeit ”The automorphism group of a coded system”von D. Fiebig und U.-R. Fiebig gefundenen Automorphismengruppen der Form:Aut(σ) ∼ = 〈σ〉 ⊕ Z ([FF3], Theorem 2.4), Aut(σ) ∼ = G mit G unendliche, endlich erzeugteabelsche Gruppe ([FF3], Korollar 2.7) und Aut(σ) ∼ = 〈σ〉 ⊕ G mit G ≤ Q/ Z residual endlich([FF3], Korollar 2.8).Sei Y ⊆ N Z ein beliebiger nichttrivialer Subshift mit periodischen Punkten dicht, so läßtsich niemals ein transitiver Markovshift (X, σ X ) mit abzählbar unendlicher Zustandsmengefinden, für den gilt: Aut(σ X ) ∼ = 〈σ X 〉 ⊕ Aut(σ Y ), obwohl dies für codierte Systeme immermöglich ist ([FF3], Theorem 2.13).Sind dagegen (X, σ X ) und (Y, σ Y ) zwei transitive Markovshifts, so ist eine DarstellungAut(σ X ) ∼ = Aut(σ Y ) ⊕ G höchstens wieder für eine zentrumslose Gruppe G erreichbar.
Kapitel 3Automorphismen mit(un-)beschränkter Kodierlänge3.1 Untergruppen kodierlängenbeschränkter AutomorphismenWie bereits mehrfach angedeutet, führt die fehlende Kompaktheit topologischer Markovshiftsüber abzählbar unendlichen Alphabeten dazu, daß es neben sliding-Block-Codes auchstetige, shiftkommutierende Abbildungen gibt, die a priori keine beschränkte Kodierlängehaben. Zunächst geben wir zwei einfache Beispiele für Automorphismen lokalkompakterMarkovshifts, die in einer Graphendarstellung unbeschränkte Kodierlänge haben und somitdem Satz von Curtis-Hedlund-Lyndon widersprechen. Bei transitiven, lokalkompakten Markovshiftsmit überabzählbarer Automorphismengruppe gibt es zu jeder Graphendarstellungüberabzählbar viele, nicht kodierlängenbeschränkte Automorphismen der Ordnung 2.Auch die für kompakte Subshifts wahre Aussage, daß das Inverse eines bijektiven sliding-Block-Codes selbst ein sliding-Block-Code ist, verliert seine Gültigkeit, was wir durchAngabe einer topologischen Konjugation und eines Automorphismus mit beschränkterKodierlänge zeigen, deren Umkehrung nicht kodierlängenbeschränkte Abbildungen sind.Zu jeder Darstellung eines nicht kompakten Markovshifts hat man entsprechend dieMenge der Automorphismen mit beschränkter bzw. unbeschränkter Kodierlänge bezüglichdieser Darstellung. Speziell läßt sich in Aut(σ) zu jeder Darstellung die Untergruppe derAutomorphismen definieren, die, zusammen mit ihren Inversen, sliding-Block-Codes sind.Diese ist im allgemeinen darstellungsabhängig. Konjugationsinvarianten erhält man dagegenaus den Mengen der Automorphismen, die zusammen mit ihren Inversen in jeder bzw. inirgendeiner (Graphen-)Darstellung beschränkte Kodierlänge haben. Die entsprechendenTeilmengen bilden in ihrer Gesamtheit eine durch Inklusion partiell geordnete, hierarchischeStruktur innerhalb von Aut(σ).Die Untergruppen kodierlängenbeschränkter Automorphismen zu zwei topologischenKonjugationen γ 1 , γ 2 : X → Y sind stets isomorph. Allerdings existieren zu jedem transitiven,lokalkompakten Markovshift Graphendarstellungen, für die diese Untergruppenunter gruppentheoretischer Konjugation mit Elementen aus Aut(σ) nicht abgeschlossen53